化工原理第三章题库

沉降与过滤一章习题及答案一、选择题1、一密度为7800kg/m3的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为（设沉降区为层流）。DA4000mPa·s；B40mPa·s；C33.82Pa·s；D3382mPa·s2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。DA．m302；B。m32/1；C。m30；D。m3023、降尘室的生产能力取决于。BA．沉降面积和降尘室高度；B．沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；C．降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；D．降尘室的宽度和高度。4、降尘室的特点是。DA．结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大；B．结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大；C．结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大；D．结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关。CA．颗粒的几何尺寸B．颗粒与流体的密度C．流体的水平流速；D．颗粒的形状6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指。CA.旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径;B.旋风分离器允许的最小直径;C.旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径;D.能保持滞流流型时的最大颗粒直径7、旋风分离器的总的分离效率是指。DA.颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率;B.颗粒群中最小粒子的分离效率;C.不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和;D.全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的。CA．尺寸大，则处理量大，但压降也大；B．尺寸大，则分离效率高，且压降小；C．尺寸小，则处理量小，分离效率高；D．尺寸小，则分离效率差，且压降大。9、恒压过滤时，如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的。BA.1倍；B.2倍；C.2倍；D.1/2倍10、助滤剂应具有以下性质。BA.颗粒均匀、柔软、可压缩;B.颗粒均匀、坚硬、不可压缩;C.粒度分布广、坚硬、不可压缩;D.颗粒均匀、可压缩、易变形11、助滤剂的作用是。BA．降低滤液粘度，减少流动阻力；B．形成疏松饼层，使滤液得以畅流；C．帮助介质拦截固体颗粒；D．使得滤饼密实并具有一定的刚性12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点。BA．面积大，处理量大；B．面积小，处理量大；C．压差小，处理量小；D．压差大，面积小13、以下说法是正确的。BA.过滤速率与A(过滤面积)成正比;B.过滤速率与A2成正比;C.过滤速率与滤液体积成正比;D.过滤速率与滤布阻力成反比14、恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量。CA.增大至原来的2倍;B.增大至原来的4倍;C.增大至原来的倍;D.增大至原来的1.5倍15、过滤推动力一般是指。BA．过滤介质两边的压差；B.过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差;C.滤饼两面的压差;D.液体进出过滤机的压差16、恒压板框过滤机，当操作压差增大1倍时，则在同样的时间里所得滤液量将（忽略介质阻力）。AA．增大至原来的2倍；B．增大至原来的2倍；Ｃ．增大至原来的4倍；D．不变二、填空题1、一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将。下降，增大2、在滞流(层流)区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。23、降尘室的生产能力与降尘室的和（）有关。长度宽度4、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600m3/h，沉降室长、宽、高尺寸为LHb=523,则其沉降速度为sm/。0.0675、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，气流速度。减少一倍6、若降尘室的高度增加，则沉降时间，气流速度，生产能力。增加；下降；不变7、一降尘室长8m，宽4m，高1.5m，中间装有14块隔板，隔板间距为0.1m。现颗粒最小直径为12m，其沉降速度为0.02m/s，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，则含尘气体的最大流速不能超过m/s。1.68、在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4m,切向速度为15m/s。当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数CK为。579、选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是；；。气体处理量，分离效率，允许压降10、通常，非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行，悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。气固；液固11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/A，qe为Ve/A，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数K=（）。0.00053512、实现过滤操作的外力可以是、或。重力；压强差；惯性离心力13、在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是而不是。滤饼层；过滤介质14、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼可压缩，则过滤速率增大为原来的倍。四15、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量，生产能力。增加；不变16、对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，则过滤速率为原来的。二分之一三、计算题1、某一锅炉房的烟气沉降室，长、宽、高分别为11×6×4m，沿沉降室高度的中间加一层隔板，故尘粒在沉降室内的降落高度为2m。烟气温度为150℃，沉降室烟气流量12500m3标准）/h，试核算沿降室能否沉降35μm以上的尘粒。已知ρ尘粒=1600kg/m3，ρ烟气=1.29kg/m，μ烟气=0.0225cp解：设沉降在滞流状态下进行，Re＜1，且因ρ尘粒ρ烟气，故斯托克斯公式可简化为：u0=d尘粒2ρ尘粒g/18μ烟气=(35×10-6)2×1600×9.81/(18×2.25×10-5)=0.0474m/s检验：Re=d尘粒u0ρ烟气/μ烟气=35×10-6×0.0474×1.29/(2.25×10-5)=0.095＜1故采用计算式正确，则35mm以上粒子的沉降时间为：θ沉降=2/0.0474=42.2s又，烟气流速u=[(12500/(4×6×3600))×[（273+150）/273]=0.224m/s烟气在沉降室内停留时间：θ停留=11/0.224=49.1s即θ停留＞θ沉降∴35mm以上尘粒可在该室沉降2、相对密度7.9，直径2.5mm的钢球，在某粘稠油品（相对密度0.9）中以5mm/s的速度匀速沉降。试求该油品的粘度。解：设沉降以滞流状态进行，则：μ油品=d钢球2(ρ钢球-ρ油品)g/(18u钢球)=(0.0025)2×(7900-900)×9.81/(18×0.005)=4.77Pa·s验算：Re=d钢球u钢球ρ油品/μ油品=0.0025×0.005×900/4.77=2.36×10-3＜1假设正确3、直径为30m的球形颗粒,于大气压及20℃下在某气体中的沉降速度为在水中沉降速度的88倍,又知此颗粒在此气体中的有效重量为水中有效重量的1.6倍。试求此颗粒在此气体中的沉降速度.20℃的水:CP1,3/1000mkg气体的密度为1.2kg/m3(有效重量指重力减浮力)解:∵1.6)g()(气水g∴1.61.2)g(1000)(g解得：3/2665mkgs设球形颗粒在水中的沉降为层流,则在水中沉降速度:smgdus/1017.8101881.9)10002665()1030(18)(432611201校核：0245.01010001017.81030346011duRe＜1假设正确.则此颗粒在气体中的沉降速度为smuu/16.20245.0888801024、有一降尘室，长6m，宽3m，共20层，每层100mm，用以除去炉气中的矿尘，矿尘密度3/3000mkgs，炉气密度3/5.0mkg，粘度0.035msPa，现要除去炉气中10m以上的颗粒，试求：（1）为完成上述任务，可允许的最大气流速度为多少？（2）每小时最多可送入炉气若干？（3）若取消隔板，为完成任务该降尘室的最大处理量为多少？解：（1）设沉降区为滞流，则18)(2gdu因为s则smmu/4.67100.035189.813000)10(1032601106.67100.0350.5104.671010433600duRe假设正确由降尘室的分离条件，有smHLuu/0.280.16104.630（2）3600104.673620203AuV=6052.3hm/3（3）hmAuV/302.63600104.6736330可见加隔板可提高生产能力，但隔板间距不能过小，过小会影响出灰和干扰沉降。5、一降尘室，长5m，宽3m，高4m，内部用隔板分成20层，用来除去烟气中m75以上的颗粒。已知烟气密度为0.63/mkg，粘度为0.03smPa，尘粒密度为43003/mkg，试求可处理的烟气量。解：md610753/4300mkgs3/6.0mkgsPa31003.0设沉降区为层流，则smgdu/0.44100.03189.810.6)(4300)10(7518)(3262验算10.66100.030.60.44107536Redu故假设正确总处理量为smAnuq/132350.442036、一降尘室长5m，宽3m，高4m，内部用隔板分成20层，用来回收含尘气体中的球形固体颗粒，操作条件下含尘气体的流量为36000hm/3，气体密度3/9.0mkg，粘度smPa03.0。尘粒密度3/4300mkgs，试求理论上能100%除去的最小颗粒直径。解：降尘室总面积23003520mA生产能力的计算式为Auq注意式中u0为能100%除去的最小颗粒的沉降速度，而A应为总沉降面积。解出smAqu/0.03330036000/3600设沉降区为层流，则有gudgdu)(1818)(020=m531006.281.9)9.04300(033.01003.018验算Re0=upud=10.02100.030.90.033102.0635故假设正确7、在202.7kPa(2atm)操作压力下用板框过滤机处理某物料，操作周期为3h，其中过滤1.5h，滤饼不需洗涤。已知每获1m3滤液得滤饼0.05m3,操作条件下过滤常数sm/103.325，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。试计算：（1）若要求每周期获0.6m3的滤饼，需多大过滤面积？（2）若选用板框长宽的规格为mm11，则框数及框厚分别为多少？解：（1）31205.06.0mV0Ve所以22KAVA=KV=36005.1103.3125=28.43m2(2)A=112n所以2An243.28=14.2取15个11nq所以nq=156.0=0.04m应注意每个框的两侧都有滤布，故计算面积时要在n个框面积的基础上再乘以2。8、一小型板框压滤机有5个框，长宽各为0.2m,在300kPa(表压)下恒压过滤2h，滤饼充满滤框，且得滤液80L,每次洗涤与装卸时间各为0.5h。若滤饼不可压缩，且过滤介质阻力可忽略不计。求：(1)洗涤速率为多少m3/（m2.h）?(2)若操作压强增加一倍，其它条件不变，过滤机的生产能力为多少？解：（1）洗涤速率因过滤介质阻力可忽略不计，即q2=Kτ过滤面积A=5×0.22×2=0.4m2单位过滤面积上的滤液量q=V/A=80×10-3/0.4=0.2m3/m2过滤常数K=q2/τ=0.22/